Question

一根長為L的絲線吊著一質量為m，帶電量為q的小球靜止在水平向右的勻強電場中，如圖所示，絲線與豎直方向成37°角，現(xiàn)突然將該電場方向變?yōu)橄蛳虑掖笮〔蛔�，不考慮因電場的改變而帶來的其他影響，（重力加速度為g，sin37°=0.6，cos37°=0.8），求：
（1）勻強電場的電場強度的大��；
（2）求小球經(jīng)過最低點時動能．

Answer 1

分析：（1）以小球為研究對象，分析受力情況，由于小球處于靜止狀態(tài)，合力為零，由平衡條件求解電場強度大小；
（2）突然將該電場方向變?yōu)橄蛳虑掖笮〔蛔兒�，小球受到的電場力豎直向下，向下做圓周運動，根據(jù)動能定理求解小球經(jīng)過最低點時的動能．

解答：解：（1）以小球為研究對象，分析受力情況：重力mg、電場力qE、絲線的拉力F_T，如圖所示．由平衡條件得：
  mgtan37°=mg
故E=

3mg

4q

（2）當電場方向變?yōu)橄蛳潞�，小球受到的電場力豎直向下，向下做圓周運動，重力和電場力都做正功，由動能定理得
（mg+qE）L（1-cos37°）=E_k-0
解得，E_k=

7

20

mgL
答：
（1）勻強電場的電場強度的大小為

3mg

4q

；
（2）小球經(jīng)過最低點時動能為

7

20

mgL．

點評：本題綜合了平衡條件、動能定理和牛頓第二定律，屬于常規(guī)題．